Date post: | 01-May-2015 |
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Rationale dell’utiizzo della Stimolazione Rationale dell’utiizzo della Stimolazione
Biofisica (Campi ElettroMagnetici Pulsanti) Biofisica (Campi ElettroMagnetici Pulsanti)
nelle mobilizzazioni protesichenelle mobilizzazioni protesiche
Dipartimento di Scienze Biomediche e Terapie AvanzateDipartimento di Scienze Biomediche e Terapie AvanzateSezione di Clinica Ortopedica e TraumatologicaSezione di Clinica Ortopedica e Traumatologica
Direttore: Prof. Leo MassariDirettore: Prof. Leo Massari
L. MASSARI
Lo scollamento degli impianti protesici è ancora una grave complicanza in chirurgia ricostruttiva ortopedica
Fattori legati alla chirurgiaFattori legati all’impianto (usura, osteolisi, rottura protesi o cemento…)Fattori legati al paziente
Lo scollamento degli impianti protesici è ancora una grave complicanza in chirurgia ricostruttiva ortopedica
Fattori legati alla chirurgiaFattori legati all’impianto (usura, osteolisi, rottura protesi o cemento…)Fattori legati al paziente
Cosa fare?Cosa fare?Strategie per migliorare i processi di rigenerazione
ossea all’interfaccia osso/biomateriale
Terapie da associare a tecniche chirurgiche standard che contribuiscono ad accelerare la crescita ossea ed il
legame osso-biomateriale.
Strategie per migliorare i processi di rigenerazione ossea all’interfaccia osso/biomateriale
Terapie da associare a tecniche chirurgiche standard che contribuiscono ad accelerare la crescita ossea ed il
legame osso-biomateriale.
BIOMATERIALE TESSUTO OSSEO
• Biocompatibile
• Meccanicamente stabile
• Osteoconduttività
• Osteoinduttività
Mezzi chimici
• Growth factors, PRP, gel di piastrineGrowth factors, PRP, gel di piastrine
• MSCMSC
• Bifosfonati Bifosfonati
• Aminoacidi (L-arginine, L-Lysine)Aminoacidi (L-arginine, L-Lysine)
• Innesti osseiInnesti ossei
Mezzi fisici
Si può agire sul:
FISICAFISICA CHIMICACHIMICA CELLULARECELLULARE
ATTIVITA' BIOLOGICAATTIVITA' BIOLOGICA
OSTEOINDUZIONEOSTEOINDUZIONE
1. La rigenerazione ossea attorno agli impianti attiva processi osteogenici “simili” a quelli presenti durante la riparazione di fratture e perdite di sostanza ossee.
2. Le tecniche di stimolazione biofisica con CEMP sono già standardizzate in clinica da molti anni
Stimolazione biofisica e Stimolazione biofisica e osteointegrazione periprotesica: osteointegrazione periprotesica:
RATIONALERATIONALE
La frattura è allineata?
Sì
FRATTURA
Fine del trattamento
Il gap osseo è
Guarito Non guarito
maggiore di metà del diametro dell’osso
La frattura è adeguatamente immobilizzata ?
Al primo controllo: X-ray
Guarito
No
Sì No
Richiesto intervento
minore di metà del diametro dell’osso
No progressione (non responders)
Continuare stimolazione fino a guarigione
Progressione verso la guarigione (responder)
Terminare la stimolazione
Chirurgia
Stimolazione biosifica
Dopo 90 giorni
Non guarito
STEP - 1
STEP - 2
STEP - 3
STEP - 4
Chi trattare?
Con quale tecnica?
Inductive System
Mechanical system
Capacitive system
Nelson, 2003
PEMF
CCEF
LIPU
CUTE
ELETTRODO
CAMPO ELETTRICO
TECNICA CAPACITIVA
30
35
40
45
50
55
60
25CONTROLLO
14CCEF
14CONTROLLO
21CCEF
21CONTROLLO
90
TECNICA CAPACITIVAShigino et al, The International Journal of Prosthodontics, 2000
Bone - area ratio (%)
Days after implant placement
Gruppo di controllo a 14 giorni
Gruppo di stimolazione a 14 giorni
ULTRASUONI
A = ampiezza, T = periodoT
A
In clinica: 1.5 MHzIn clinica: 1.5 MHz
Tanzer et al, JOR, 2001
Crescita cellulare all’interno di un biomateriale poroso posto nella zona midollare dell’ulna di un cane.
ULTRASUONI
Control Ultrasound
TECNICA INDUTTIVA
BIOSTIMControllo
Tecnica induttivaTecnica induttiva REFERENCES STUDY RESULTS
Shimizu T et al J Orthop Res (1988)6 :248-258
8h/day PEMFs (1.5 Hz) (1,2,3,4,6 weeks) in rabbits after trabecular
HA and TCP implant
the amount of new bone was significantly greater in stimulated
animals
Spadaro JA et al J Ort hop Res (1990)8 :685-693
4h/day PEMFs (15 Hz) for 3 weeks in rabbits after a stationary or
movable SSt medullar implant
PEMFs- treated movable femural implants presented 44% more bone than untreated ones
Ijiri K et al Anticancer Res (1996)16 :2853-56
5 a nd 10 h /day PEMFs (10 Hz) (2 weeks) in rabbits after Ti intramedullary implant
more active osteogenesis in stimulated animals
Matsumoto H et al Clin Oral Implants Res
2000 ;11 :354-60
Different field intensities, exposure times and treatment
duration af ter Ti6Al4V implant ation in the distal femur of rabbits
Bone contact and bone area ratio of stimulated animals were
significantly higher
Ottani V et al Micron 2002 ; 33 :121-5
30 min/day PEMFs (50 Hz) (2 and 4 weeks) after HA implantation
PEMF- treated a nimals showed more advanced bone formation
Buzzà EP et al. Implant Dent 2003;12:182-
187
30 min/day for 3 and 6 weeks after Ti implantation
No significant di fferences between PEMF- treated and control animals
SCOPO DELLA RICERCA
OSSO TRABECOLAREOSSO CORTICALE
Valutare la stimolazione CEMP come possibile terapia adiuvante dopo impianto di HA.
HA
MICRODURIMETRIA
0
10
20
30
40
50
60
70
200m 500m 1000m 2000m
CONTROLLO
CEMPLa differenza tra CEMP e Controllo diminuisce in modo direttamente proporzionale alla distanza
Fini. M et al., J. Orthop. Res., 2002
Fini et al. JBJS, 2006: osso corticale.
BIOSTIM
CONTROLLO
B:Bone
nb:new bone
HA:hydroxyapatite
B:Bone
nb:new bone
HA:hydroxyapatite
Control Biostim p<
Maximum push out force (N) 87 ± 3 234 ± 21 0.001
Ultimate sheer strength at interface (MPa)
6.3 ± 0.1 14.6 ± 0.8 0.001
Risultati dei test meccanici a 3 settimane
Fini et al. JBJS, 2006
CONCLUSIONI
in osso CORTICALE:
• ↑ AI 27% a 3 settimane 29% a 6 settimane • ↑ BMI 42% a 3 settimane 20% a 6 settimane• ↑ osteointegrazione meccanica 130% a 3 settimane12% a 6 settimane
La stimolazione con CEMP ha accelerato i processi di osteointegrazione dell’HA sia nell’osso trabecolare che corticale
in osso TRABECOLARE:
• ↑ AI 46% a 3 settimane 16% a 6 settimane
• ↑ BMI 32% a 3 settimane 16% a 6 settimane
Dopo 3-settimane di stimolazione CEMP:
I risultati sperimentali suggeriscono che la stimolazione con CEMP rappresenti una terapia adiuvante per accelerare i processi di rigenerazione endogena ossea attorno agli impianti in presenza di:
• Scarsa qualità dell’osso sede dell’impianto
• Patologie sistemiche e locali
Chirurgia di revisione:
Osteoporosi ed età avanzata
Deficit biologici che influenzano negativamente sulla rigenerazione ed il rimodellamento osseo
CONCLUSIONI
• Favorire l’osteogenesi
• Favorire l’attecchimento dell’impianto
• Favorire il recupero funzionale del paziente
Obiettivo
• Double blind study
• 30 patients who had undergone hip prosthesis revision
• All the replacements were performed with Wagner SL revision
• Clinical evaluation: Merle D’Aubignè
• DEXA evaluation : Gruen zone (Norland) post-operatively and at 90 days after surgery
• Stimulation was started within 7 days from the operation and was maintained up to day 90
Preop. Postop.
F.up 2a
Casistica : 30 pazienti
Studio a doppio cieco
Gruppo di studio :
15 pazienti Gruppo di controllo :
15 pazienti
Gruppo di studio :
CEMP
per 90 giorni
Apparecchio utilizzato:
BIOSTIM- IGEA -
Densitometro
A doppio raggio fotonico
( DEXA )
Densitometria
• Post - op.
• 90 giorni
Aree studiate
A1
A2
A3
B1
B2
Gruppo di studio Gruppo di controllo
• Sesso:
68,5 aa.
6 Dx 9 Sn
min. 54 aa.
max. 82 aa.
std. +/- 8.7
• Età:
• Lato:
14 1
{
• Sesso:
68,7 aa.
5 Dx 10 Sn
min. 57 aa.
max. 77 aa.
std. +/- 5.4
• Età:
• Lato:
{
13 2
156,8 cm.min. 150 cm.max. 170 cm.std. 6.4
{64,5 kg
min. 52 kgmax. 85 kgstd. 9
{• Peso:
• Altezza media:
157 cm.min. 145 cm.max. 170,75 cm.std. 8.1
{66,9 kg
min. 50 kgmax. 88 kgstd. 9.3{• Peso:
• Altezza media:
Gruppo di studio:
Gruppo di controllo:
Gruppo di studio:
Protesi espiantate
Non cementate 3
Cementate 12
Gruppo di controllo: Non cementate 4
Cementate 11
Classificazione G.I.R. - Stelo:I grado
Allargamentocanale femorale Assottigliamento
della corticalesenza interruzione
delle pareti
II grado
Allargamentocanale femorale Assottigliamento
della corticaleInterruzione di una zona
III grado
Allargamentocanale femorale Assottigliamento
della corticaleInterruzione
> 2 zone
IV grado
Perdita osseamassiva
0G.S.
5G.S.
7G.S.
3G.S.
0G.C.
6G.C.
8G.C.
1G.C.
Classificazione Merle D’Aubigné - Charnley
Severo anche a riposo:contrattura antalgica
Con gravelimitazionedelle attività
Presente sotto carico:assente a riposo
Presente sotto carico:assente a riposo
Saltuario Assente
Flessione < 15°
Flessione < 40°
Flessione > 40°
Flessione > 60°Riesce atagliarsile unghie
Flessionetra 80° e 90°Abduzione> 15°
Flessione> 90°Abduzione> 30°
Impossibile Possibilesolo con2 bastoni
Sempre con1 bastone: perbrevi tratticon zoppiasenza bastone
Buona con1 bastone: perbrevi tratticon zoppiasenza bastone
NessunbastoneModestazoppia
Normale
Dolore :
Deambulazione :
Motilità :
1 2 3 4 5 6Punteggio:
Gruppo di studio:
Dolore pre-op.• 3,2 ( min. 2 - max. 5 )
Gruppo di controllo:
Dolore pre-op.• 3,4 ( min. 2 - max. 5 )
Gruppo di studio:
Dolore Follow-up• 5,7 ( min. 5 - max. 6 )
Gruppo di controllo:
Dolore Follow-up• 4,9 ( min. 4 - max. 6 )
Complicazioni
Ossificazioni
Brooker I grado
1 caso: gruppo di studio
Risponde Non Risponde
GS
GC
90 %
40 %
10 %
60 %
P = < 0,01
B1
RESULTSRESULTS
60
90
30
BIOSTIM PLACEBO
DEXA
% D
EX
A IN
AU
ME
NT
O
60
90
30
BIOSTIM PLACEBO
RECUPERO FUNZIONALE
% d
i mig
liora
men
to M
. d’
Au
bign
è
P.O 1m P.O 3m73a
Conclusioni Trattamento > 6 ore/giorno
Buona risposta nellezone non interessatedall’ osteotomia
Effetto antalgico
0
1
2
3
4
5
60
30
60
90
120
150
180
BiostimControllo
Padovani G. et al,1999
DoloreG
radi di valu
tazi
one s
eco
ndo M
erl
è d
’Aubig
nè
assente
Severo anche a riposo
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
<30 30-60 >60
Insufficiente
Buono/ eccellente
DoloreRispoli F.P.. et al,1989
Giorni di stimolazione
ConclusioniConclusioniL’impiego degli stimoli fisici per favorire l’osteogenesi si
fonda su un valido e solido razionale scientifico.
La terapia biofisica deve essere effettuata con metodiche
efficaci e secondo le modalità indicate.
La STIMOLAZIONE BIOFISICA può favorire:
la guarigione ossea come dimostrato dalle indagini radiografiche;
la mineralizzazione periprotesica come dimostrato dall’indagine DEXA;
il recupero clinico del paziente con effetto mantenuto nel tempo.
L’impiego degli stimoli fisici per favorire l’osteogenesi si
fonda su un valido e solido razionale scientifico.
La terapia biofisica deve essere effettuata con metodiche
efficaci e secondo le modalità indicate.
La STIMOLAZIONE BIOFISICA può favorire:
la guarigione ossea come dimostrato dalle indagini radiografiche;
la mineralizzazione periprotesica come dimostrato dall’indagine DEXA;
il recupero clinico del paziente con effetto mantenuto nel tempo.
GRAZIEGRAZIE